PHOS/AliPHOSPIDv1.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
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  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 // Implementation version v1 of the PHOS particle identifier
  20 // Particle identification based on the
  21 //     - RCPV: distance from CPV recpoint to EMCA recpoint.
  22 //     - TOF
  23 //     - PCA: Principal Components Analysis..
  24 // The identified particle has an identification number corresponding
  25 // to a 9 bits number:
  26 //     -Bit 0 to 2: bit set if RCPV > CpvEmcDistance (each bit corresponds
  27 //      to a different efficiency-purity point of the photon identification)
  28 //     -Bit 3 to 5: bit set if TOF  < TimeGate (each bit corresponds
  29 //      to a different efficiency-purity point of the photon identification)
  30 //     -Bit 6 to 9: bit set if Principal Components are
  31 //      inside an ellipse defined by the parameters a, b, c, x0 and y0.
  32 //      (each bit corresponds to a different efficiency-purity point of the
  33 //      photon identification)
  34 //      The PCA (Principal components analysis) needs a file that contains
  35 //      a previous analysis of the correlations between the particles. This
  36 //      file is $ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root. Analysis done for
  37 //      energies between 0.5 and 100 GeV.
  38 //      A calibrated energy is calculated. The energy of the reconstructed
  39 //      cluster is corrected with the formula A + B * E  + C * E^2, whose
  40 //      parameters where obtained through the study of the reconstructed
  41 //      energy distribution of monoenergetic photons.
  42 //
  43 //      All the parameters (RCPV(2 rows-3 columns),TOF(1r-3c),PCA(5r-4c)
  44 //      and calibration(1r-3c))are stored in a file called
  45 //      $ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat. Each time that AliPHOSPIDv1 is
  46 //      initialized, this parameters are copied to a Matrix (9,4), a
  47 //      TMatrixD object.
  48 //
  49 // use case:
  50 //  root [0] AliPHOSPIDv1 * p = new AliPHOSPIDv1("galice1.root")
  51 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  52 //          // reading headers from file galice1.root and create  RecParticles
  53             // TrackSegments and RecPoints are used
  54 //          // set file name for the branch RecParticles
  55 //  root [1] p->ExecuteTask("deb all time")
  56 //          // available options
  57 //          // "deb" - prints # of reconstructed particles
  58 //          // "deb all" -  prints # and list of RecParticles
  59 //          // "time" - prints benchmarking results
  60 //
  61 //  root [2] AliPHOSPIDv1 * p2 = new AliPHOSPIDv1("galice1.root","v1",kTRUE)
  62 //  Warning in <TDatabasePDG::TDatabasePDG>: object already instantiated
  63 //                //Split mode.
  64 //  root [3] p2->ExecuteTask()
  65 //
  66
  67
  68 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)  & Gines Martinez (SUBATECH) &
  69 //            Gustavo Conesa April 2002
  70 //            PCA redesigned by Gustavo Conesa October 2002:
  71 //            The way of using the PCA has changed. Instead of 2
  72 //            files with the PCA, each one with different energy ranges
  73 //            of application, we use the wide one (0.5-100 GeV), and instead
  74 //            of fixing 3 ellipses for different ranges of energy, it has been
  75 //            studied the dependency of the ellipses parameters with the
  76 //            energy, and they are implemented in the code as a funtion
  77 //            of the energy.
  78 //
  79 //
  80 //
  81 // --- ROOT system ---
  82 #include "TROOT.h"
  83 #include "TTree.h"
  84 #include "TFile.h"
  85 #include "TSystem.h"
  86 #include "TBenchmark.h"
  87 #include "TMatrixD.h"
  88 #include "TPrincipal.h"
  89
  90 // --- Standard library ---
  91
  92 //#include <Riostream.h>
  93
  94 // --- AliRoot header files ---
  95
  96 #include "AliGenerator.h"
  97 #include "AliPHOSPIDv1.h"
  98 #include "AliPHOSTrackSegment.h"
  99 #include "AliPHOSRecParticle.h"
 100 #include "AliPHOSGeometry.h"
 101 #include "AliPHOSGetter.h"
 102
 103 ClassImp( AliPHOSPIDv1)
 104
 105 //____________________________________________________________________________
 106 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1():AliPHOSPID()
 107 {
 108   // default ctor
 109
 110   InitParameters() ;
 111   fDefaultInit = kTRUE ;
 112
 113 }
 114
 115 //____________________________________________________________________________
 116 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(AliPHOSPIDv1 & pid ):AliPHOSPID(pid)
 117 {
 118   InitParameters() ;
 119
 120   Init() ;
 121   fDefaultInit = kFALSE ;
 122
 123 }
 124
 125 //____________________________________________________________________________
 126 AliPHOSPIDv1::AliPHOSPIDv1(const char * headerFile,const char * name, const Bool_t toSplit)
 127 :AliPHOSPID(headerFile, name,toSplit)
 128 {
 129   //ctor with the indication on where to look for the track segments
 130
 131   InitParameters() ;
 132
 133   Init() ;
 134   fDefaultInit = kFALSE ;
 135
 136 }
 137
 138 //____________________________________________________________________________
 139 AliPHOSPIDv1::~AliPHOSPIDv1()
 140 {
 141   // dtor
 142   // fDefaultInit = kTRUE if PID created by default ctor (to get just the parameters)
 143
 144   delete [] fX ;    // Principal input
 145   delete [] fP ;    // Principal components
 146   delete [] fPPi0 ; // Pi0 Principal components
 147
 148   if (!fDefaultInit) {
 149 //    AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 150     // remove the task from the folder list
 151 //     gime->RemoveTask("P",GetName()) ;
 152 //     TString name(GetName()) ;
 153 //     name.ReplaceAll("pid", "clu") ;
 154 //     gime->RemoveTask("C",name) ;
 155
 156 //     // remove the data from the folder list
 157 //     name = GetName() ;
 158 //     name.Remove(name.Index(":")) ;
 159 //     gime->RemoveObjects("RE", name) ; // EMCARecPoints
 160 //     gime->RemoveObjects("RC", name) ; // CPVRecPoints
 161 //     gime->RemoveObjects("T", name) ;  // TrackSegments
 162 //     gime->RemoveObjects("P", name) ;  // RecParticles
 163
 164 //     // Delete gAlice
 165 //     gime->CloseFile() ;
 166
 167     fSplitFile = 0 ;
 168   }
 169 }
 170
 171 //____________________________________________________________________________
 172 const TString AliPHOSPIDv1::BranchName() const
 173 {
 174   // gives the name of the current branch
 175   TString branchName(GetName() ) ;
 176   branchName.Remove(branchName.Index(Version())-1) ;
 177   return branchName ;
 178 }
 179
 180 //____________________________________________________________________________
 181 void AliPHOSPIDv1::Init()
 182 {
 183   // Make all memory allocations that are not possible in default constructor
 184   // Add the PID task to the list of PHOS tasks
 185
 186   if ( strcmp(GetTitle(), "") == 0 )
 187     SetTitle("galice.root") ;
 188
 189   TString branchname(GetName()) ;
 190   branchname.Remove(branchname.Index(Version())-1) ;
 191   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance(GetTitle(),branchname.Data(),fToSplit ) ;
 192
 193   //  gime->SetRecParticlesTitle(BranchName()) ;
 194   if ( gime == 0 ) {
 195     Error("Init", "Could not obtain the Getter object !" ) ;
 196     return ;
 197   }
 198
 199   fSplitFile = 0 ;
 200   if(fToSplit){
 201     //First - extract full path if necessary
 202     TString fileName(GetTitle()) ;
 203     Ssiz_t islash = fileName.Last('/') ;
 204     if(islash<fileName.Length())
 205       fileName.Remove(islash+1,fileName.Length()) ;
 206     else
 207       fileName="" ;
 208     fileName+="PHOS.RecData." ;
 209     if((strcmp(branchname.Data(),"Default")!=0)&&(strcmp(branchname.Data(),"")!=0)){
 210       fileName+=branchname.Data() ;
 211       fileName+="." ;
 212     }
 213     fileName+="root" ;
 214     fSplitFile = static_cast<TFile*>(gROOT->GetFile(fileName.Data()));
 215     if(!fSplitFile)
 216       fSplitFile =  TFile::Open(fileName.Data(),"update") ;
 217   }
 218
 219   gime->PostPID(this) ;
 220   // create a folder on the white board //YSAlice/WhiteBoard/RecParticles/PHOS/recparticlesName
 221   gime->PostRecParticles(branchname) ;
 222
 223 }
 224
 225 //____________________________________________________________________________
 226 void AliPHOSPIDv1::InitParameters()
 227 {
 228 //   fFrom               = "" ;
 229 //   fHeaderFileName     = GetTitle() ;
 230 //   TString name(GetName()) ;
 231 //   if (name.IsNull())
 232 //     name = "Default" ;
 233 //   fTrackSegmentsTitle = name ;
 234 //   fRecPointsTitle     = name ;
 235 //   fRecParticlesTitle  = name ;
 236 //   name.Append(":") ;
 237 //   name.Append(Version()) ;
 238 //   SetName(name) ;
 239   fRecParticlesInRun = 0 ;
 240   fNEvent            = 0 ;
 241   //  fClusterizer       = 0 ;
 242   //  fTSMaker           = 0 ;
 243   fRecParticlesInRun = 0 ;
 244   TString pidName( GetName()) ;
 245   if (pidName.IsNull() )
 246     pidName = "Default" ;
 247   pidName.Append(":") ;
 248   pidName.Append(Version()) ;
 249   SetName(pidName) ;
 250   fPi0Analysis = kFALSE ;
 251   SetParameters() ; // fill the parameters matrix from parameters file
 252 }
 253
 254 //____________________________________________________________________________
 255 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetCpvtoEmcDistanceCut(const Float_t e, const TString Axis) const
 256 {
 257   // Get CpvtoEmcDistance Cut depending on the cluster energy, axis and
 258   // Purity-Efficiency point
 259
 260   Int_t i = -1;
 261   if      (Axis.Contains("X")) i = 1;
 262   else if (Axis.Contains("Z")) i = 2;
 263   else
 264     Error("GetCpvtoEmcDistanceCut"," Invalid axis option ");
 265
 266   Float_t a = (*fParameters)(i,0) ;
 267   Float_t b = (*fParameters)(i,1) ;
 268   Float_t c = (*fParameters)(i,2) ;
 269
 270   Float_t sig = a + TMath::Exp(b-c*e);
 271   return sig;
 272 }
 273 //____________________________________________________________________________
 274
 275 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetTimeGate(const Int_t effpur) const
 276 {
 277   // Get TimeGate parameter depending on Purity-Efficiency point
 278
 279    if(effpur>2 || effpur<0)
 280     Error("GetTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effpur);
 281     return (*fParameters)(3,effpur) ;
 282
 283 }
 284 //_____________________________________________________________________________
 285 const Float_t  AliPHOSPIDv1::GetDistance(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv, Option_t *  Axis)const
 286 {
 287   // Calculates the distance between the EMC RecPoint and the PPSD RecPoint
 288
 289   const AliPHOSGeometry * geom = AliPHOSGetter::GetInstance()->PHOSGeometry() ;
 290   TVector3 vecEmc ;
 291   TVector3 vecCpv ;
 292   if(cpv){
 293     emc->GetLocalPosition(vecEmc) ;
 294     cpv->GetLocalPosition(vecCpv) ;
 295     if(emc->GetPHOSMod() == cpv->GetPHOSMod()){
 296       // Correct to difference in CPV and EMC position due to different distance to center.
 297       // we assume, that particle moves from center
 298       Float_t dCPV = geom->GetIPtoOuterCoverDistance();
 299       Float_t dEMC = geom->GetIPtoCrystalSurface() ;
 300       dEMC         = dEMC / dCPV ;
 301       vecCpv = dEMC * vecCpv  - vecEmc ;
 302       if (Axis == "X") return vecCpv.X();
 303       if (Axis == "Y") return vecCpv.Y();
 304       if (Axis == "Z") return vecCpv.Z();
 305       if (Axis == "R") return vecCpv.Mag();
 306   }
 307
 308     return 100000000 ;
 309   }
 310   return 100000000 ;
 311 }
 312 //____________________________________________________________________________
 313 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetCPVBit(AliPHOSEmcRecPoint * emc,AliPHOSRecPoint * cpv,const Int_t EffPur, const Float_t e) const
 314 {
 315   if(EffPur>2 || EffPur<0)
 316     Error("GetCPVBit","Invalid Efficiency-Purity choice %d",EffPur);
 317
 318   Float_t sigX = GetCpvtoEmcDistanceCut(e,"X");
 319   Float_t sigZ = GetCpvtoEmcDistanceCut(e,"Z");
 320
 321   Float_t deltaX = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "X"));
 322   Float_t deltaZ = TMath::Abs(GetDistance(emc, cpv,  "Z"));
 323
 324   if((deltaX>sigX*(EffPur+1)) || (deltaZ>sigZ*(EffPur+1)))
 325     return 1;//Neutral
 326   else
 327     return 0;//Charged
 328
 329 }
 330
 331 //____________________________________________________________________________
 332 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetCalibratedEnergy(const Float_t e) const
 333 {
 334 //      It calibrates Energy depending on the recpoint energy.
 335 //      The energy of the reconstructed cluster is corrected with
 336 //      the formula A + B* E  + C* E^2, whose parameters where obtained
 337 //      through the study of the reconstructed energy distribution of
 338 //      monoenergetic photons.
 339
 340   Double_t p[]={0.,0.,0.};
 341   Int_t i;
 342   for(i=0;i<3;i++) p[i]= (*fParameters)(0,i);
 343   Double_t  enerec = p[0] +  p[1]* e+ p[2] * e * e;
 344   return enerec ;
 345
 346 }
 347 //____________________________________________________________________________
 348 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetPrincipalBit(const Double_t* p ,const Int_t effpur, const Float_t e)const
 349 {
 350   //Is the particle inside de PCA ellipse?
 351
 352   Int_t    prinbit  = 0 ;
 353   Double_t a        = GetEllipseParameter("a", e);
 354   Double_t b        = GetEllipseParameter("b", e);
 355   Double_t c        = GetEllipseParameter("c", e);
 356   Double_t xCenter = GetEllipseParameter("x0", e);
 357   Double_t yCenter = GetEllipseParameter("y0", e);
 358
 359   Double_t r = TMath::Power((p[0] - xCenter)/a,2) +
 360       TMath::Power((p[1] - yCenter)/b,2) +
 361      c*(p[0] -  xCenter)*(p[1] - yCenter)/(a*b) ;
 362   //3 different ellipses defined
 363   if((effpur==2)&&(r <1./2.)) prinbit= 1;
 364   if((effpur==1)&&(r <2.   )) prinbit= 1;
 365   if((effpur==0)&&(r <9./2.)) prinbit= 1;
 366
 367   if(r<0)
 368     Error("GetPrincipalBit", "Negative square? R=%f \n",r) ;
 369
 370   return prinbit;
 371
 372 }
 373 //____________________________________________________________________________
 374 const Int_t  AliPHOSPIDv1::GetPrincipalPi0Bit(const Double_t* p, const Int_t effpur, const Float_t e)const
 375 {
 376   //Is the particle inside de Pi0 PCA ellipse?
 377
 378   Int_t    prinbit  = 0 ;
 379   Double_t a        = GetEllipseParameterPi0("a", e);
 380   Double_t b        = GetEllipseParameterPi0("b", e);
 381   Double_t c        = GetEllipseParameterPi0("c", e);
 382   Double_t xCenter = GetEllipseParameterPi0("x0", e);
 383   Double_t yCenter = GetEllipseParameterPi0("y0", e);
 384
 385   Double_t r = TMath::Power((p[0] - xCenter)/a,2) +
 386       TMath::Power((p[1] - yCenter)/b,2) +
 387       c*(p[0] -  xCenter)*(p[1] - yCenter)/(a*b) ;
 388   //3 different ellipses defined
 389   if((effpur==2)&&(r <1./2.)) prinbit= 1;
 390   if((effpur==1)&&(r <2.   )) prinbit= 1;
 391   if((effpur==0)&&(r <9./2.)) prinbit= 1;
 392
 393   if(r<0)
 394     Error("GetPrincipalPi0Bit", "Negative square?") ;
 395
 396   return prinbit;
 397
 398 }
 399 //_____________________________________________________________________________
 400 void  AliPHOSPIDv1::SetCpvtoEmcDistanceCutParameters(Float_t e, Int_t effpur, TString Axis,Float_t cut)
 401 {
 402   // Set the parameters to calculate Cpvto EmcDistanceCut depending on the cluster energy and
 403   // Purity-Efficiency point
 404
 405   if(effpur>2 || effpur<0)
 406      Error("SetCpvtoEmcDistanceCutParameters","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effpur);
 407
 408   Int_t i = -1;
 409   if     (Axis.Contains("X")) i = 1;
 410   else if(Axis.Contains("Z")) i = 2;
 411   else
 412     Error("SetCpvtoEmcDistanceCutParameters"," Invalid axis option");
 413
 414   (*fParameters)(i,effpur) = cut ;
 415 }
 416 //_____________________________________________________________________________
 417 void  AliPHOSPIDv1::SetTimeGate(Int_t effpur, Float_t gate)
 418 {
 419   // Set the parameter TimeGate depending on the cluster energy and
 420   // Purity-Efficiency point
 421   if(effpur>2 || effpur<0)
 422     Error("SetTimeGate","Invalid Efficiency-Purity choice %d",effpur);
 423
 424   (*fParameters)(3,effpur)= gate ;
 425 }
 426 //_____________________________________________________________________________
 427 void  AliPHOSPIDv1::SetParameters()
 428 {
 429   // PCA : To do the Principal Components Analysis it is necessary
 430   // the Principal file, which is opened here
 431   fX         = new double[7]; // Data for the PCA
 432   fP         = new double[7]; // Eigenvalues of the PCA
 433   fPPi0      = new double[7]; // Eigenvalues of the Pi0 PCA
 434
 435   // Read photon principals from the photon file
 436
 437   fFileName     = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA8pa15_0.5-100.root" ;
 438   TFile f( fFileName.Data(), "read" ) ;
 439   fPrincipal = dynamic_cast<TPrincipal*> (f.Get("principal")) ;
 440   f.Close() ;
 441
 442   // Read pi0 principals from the pi0 file
 443
 444   fFileNamePi0  = "$ALICE_ROOT/PHOS/PCA_pi0_40-120.root" ;
 445   TFile fPi0( fFileNamePi0.Data(), "read" ) ;
 446   fPrincipalPi0 = dynamic_cast<TPrincipal*> (fPi0.Get("principal")) ;
 447   fPi0.Close() ;
 448
 449   // Open parameters file and initialization of the Parameters matrix.
 450   // In the File Parameters.dat are all the parameters. These are introduced
 451   // in a matrix of 9x4
 452   //
 453   // All the parameters defined in this file are, in order of row:
 454   // -CpvtoEmcDistanceCut (2 row (x and z) and 3 columns, each one depending
 455   // on the parameter of the funtion that sets the cut in x or z.
 456   // -TimeGate, 1 row and 3 columns (3 efficiency-purty cuts)
 457   // -PCA, parameters of the functions that
 458   // calculate the ellipse parameters, x0,y0,a, b, c. These 5 parameters
 459   // (5 rows) depend on 4 parameters (columns).
 460   // -Finally there is a row with the energy calibration parameters,
 461   // 3 parameters.
 462
 463   fFileNamePar = gSystem->ExpandPathName("$ALICE_ROOT/PHOS/Parameters.dat");
 464   fParameters = new TMatrixD(14,4) ;
 465   const Int_t kmaxLeng=255;
 466   char string[kmaxLeng];
 467
 468   // Open a text file with PID parameters
 469   FILE *fd = fopen(fFileNamePar.Data(),"r");
 470   if (!fd)
 471     Fatal("SetParameter","File %s with a PID parameters cannot be opened\n",
 472           fFileNamePar.Data());
 473
 474   Int_t i=0;
 475   // Read parameter file line-by-line and skip empty line and comments
 476   while (fgets(string,kmaxLeng,fd) != NULL) {
 477     if (string[0] == '\n' ) continue;
 478     if (string[0] == '!'  ) continue;
 479     sscanf(string, "%lf %lf %lf %lf",
 480            &(*fParameters)(i,0), &(*fParameters)(i,1),
 481            &(*fParameters)(i,2), &(*fParameters)(i,3));
 482     i++;
 483   }
 484   fclose(fd);
 485 }
 486
 487
 488 //________________________________________________________________________
 489 void  AliPHOSPIDv1::SetEllipseParameter(TString Param, Int_t i, Double_t par)
 490 {
 491   // Set the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
 492   // parameter "Param".
 493
 494   Int_t p= -1;
 495   if     (Param.Contains("a")) p=4;
 496   else if(Param.Contains("b")) p=5;
 497   else if(Param.Contains("c")) p=6;
 498   else if(Param.Contains("x0"))p=7;
 499   else if(Param.Contains("y0"))p=8;
 500   if((i>4)||(i<0))
 501     Error("SetEllipseParameter", "No parameter with index %d", i) ;
 502   else if(p==-1)
 503      Error("SetEllipseParameter", "No parameter with name %s", Param.Data() ) ;
 504   else
 505     (*fParameters)(p,i) = par ;
 506 }
 507 //________________________________________________________________________
 508 void  AliPHOSPIDv1::SetEllipseParameterPi0(TString Param, Int_t i, Double_t par)
 509 {
 510   // Set the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
 511   // parameter "Param".
 512   if(!fPi0Analysis) Error("SetPi0EllipseParameter", "Pi 0 Analysis is off") ;
 513   Int_t p= -1;
 514   if     (Param.Contains("a")) p=9;
 515   else if(Param.Contains("b")) p=10;
 516   else if(Param.Contains("c")) p=11;
 517   else if(Param.Contains("x0"))p=12;
 518   else if(Param.Contains("y0"))p=13;
 519   if((i>4)||(i<0))
 520     Error("SetPi0EllipseParameter", "No parameter with index %d", i) ;
 521   else if(p==-1)
 522      Error("SetPi0EllipseParameter", "No parameter with name %s", Param.Data() ) ;
 523   else
 524     (*fParameters)(p,i) = par ;
 525 }
 526 //________________________________________________________________________
 527 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterToCalculateEllipse(const TString Param, const Int_t i) const
 528 {
 529   // Get the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
 530   // parameter "Param".
 531
 532   Int_t p= -1;
 533   Double_t par = -1;
 534
 535   if     (Param.Contains("a")) p=4;
 536   else if(Param.Contains("b")) p=5;
 537   else if(Param.Contains("c")) p=6;
 538   else if(Param.Contains("x0"))p=7;
 539   else if(Param.Contains("y0"))p=8;
 540
 541   if((i>4)||(i<0))
 542     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with index", i) ;
 543   else if(p==-1)
 544     Error("GetParameterToCalculateEllipse", "No parameter with name %s", Param.Data() ) ;
 545   else
 546     par = (*fParameters)(p,i) ;
 547
 548   return par;
 549
 550 }
 551 //____________________________________________________________________________
 552 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetParameterToCalculatePi0Ellipse(const TString Param, const Int_t i) const
 553 {
 554   // Get the parameter "i" that is needed to calculate the ellipse
 555   // parameter "Param".
 556
 557   if(!fPi0Analysis) Error("GetParameterToCalculatePi0Ellipse", "Pi 0 Analysis is off") ;
 558
 559   Int_t p= -1;
 560   Double_t par = -1;
 561
 562   if(Param.Contains("a")) p=9;
 563   if(Param.Contains("b")) p=10;
 564   if(Param.Contains("c")) p=11;
 565   if(Param.Contains("x0"))p=12;
 566   if(Param.Contains("y0"))p=13;
 567
 568   if((i>4)||(i<0))
 569     Error("GetParameterToCalculatePi0Ellipse", "No parameter with index", i) ;
 570   else if(p==-1)
 571     Error("GetParameterToCalculatePi0Ellipse", "No parameter with name %s", Param.Data() ) ;
 572   else
 573     par = (*fParameters)(p,i) ;
 574
 575   return par;
 576
 577 }
 578 //____________________________________________________________________________
 579 void  AliPHOSPIDv1::SetCalibrationParameter(Int_t i,Double_t param) const
 580 {
 581   (*fParameters)(0,i) = param ;
 582 }
 583 //____________________________________________________________________________
 584 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetCalibrationParameter(const Int_t i) const
 585 {
 586   Float_t param = (*fParameters)(0,i);
 587   return param;
 588 }
 589 //____________________________________________________________________________
 590 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameter(const TString Param,Float_t E) const
 591 {
 592   // Calculates the parameter Param of the ellipse
 593
 594   Double_t p[4]={0.,0.,0.,0.};
 595   Double_t value = 0.0;
 596   Int_t i;
 597
 598   if(Param.Contains("a")){
 599     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(4,i);
 600     if(E>70.)E=70.;
 601   }
 602
 603   else if(Param.Contains("b")){
 604     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(5,i);
 605     if(E>70.)E=70.;
 606   }
 607
 608   else if(Param.Contains("c"))
 609     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(6,i);
 610
 611   else if(Param.Contains("x0")){
 612     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(7,i);
 613     if(E<1.)E=1.1;
 614   }
 615   else if(Param.Contains("y0"))
 616     for(i=0;i<4;i++)p[i]=(*fParameters)(8,i);
 617
 618   value = p[0]/TMath::Sqrt(E)+p[1]*E+p[2]*E*E+p[3];
 619   return value;
 620 }
 621
 622 //____________________________________________________________________________
 623 // const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameter(const TString Param,Float_t E) const
 624 // {
 625 //   // Calculates the parameter Param of the pi0 ellipse
 626
 627 //   Double_t p[3]  = {0.,0.,0.};
 628 //   Double_t value = 0.0;
 629 //   Int_t    i;
 630
 631 //   if(Param.Contains("a"))
 632 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(4,i);
 633 //   else if(Param.Contains("b"))
 634 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(5,i);
 635 //   else if(Param.Contains("c"))
 636 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(6,i);
 637 //   else if(Param.Contains("x0"))
 638 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(7,i);
 639 //   else if(Param.Contains("y0"))
 640 //     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(8,i);
 641
 642 //   value = p[0] + p[1]*E + p[2]*E*E;
 643 //   return value;
 644 // }
 645 //____________________________________________________________________________
 646 const Double_t  AliPHOSPIDv1::GetEllipseParameterPi0(const TString Param,Float_t E) const
 647 {
 648   // Calculates the parameter Param of the pi0 ellipse
 649
 650   Double_t p[3]  = {0.,0.,0.};
 651   Double_t value = 0.0;
 652   Int_t    i;
 653
 654   if(Param.Contains("a"))
 655     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(9,i);
 656   else if(Param.Contains("b"))
 657     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(10,i);
 658   else if(Param.Contains("c"))
 659     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(11,i);
 660   else if(Param.Contains("x0"))
 661     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(12,i);
 662   else if(Param.Contains("y0"))
 663     for(i=0;i<3;i++)p[i]=(*fParameters)(13,i);
 664
 665   value = p[0] + p[1]*E + p[2]*E*E;
 666   return value;
 667 }
 668 //____________________________________________________________________________
 669
 670 void  AliPHOSPIDv1::Exec(Option_t * option)
 671 {
 672   //Steering method
 673
 674   if( strcmp(GetName(), "")== 0 )
 675     Init() ;
 676
 677   if(strstr(option,"tim"))
 678     gBenchmark->Start("PHOSPID");
 679
 680   if(strstr(option,"print")) {
 681     Print("") ;
 682     return ;
 683   }
 684
 685
 686   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 687   if(gime->BranchExists("RecParticles") )
 688     return ;
 689   Int_t nevents = gime->MaxEvent() ;
 690   Int_t ievent ;
 691
 692   for(ievent = 0; ievent < nevents; ievent++){
 693     gime->Event(ievent,"R") ;
 694
 695     if(gime->TrackSegments() && //Skip events, where no track segments made
 696        gime->TrackSegments()->GetEntriesFast()) {
 697       MakeRecParticles() ;
 698       WriteRecParticles(ievent);
 699       if(strstr(option,"deb"))
 700         PrintRecParticles(option) ;
 701       //increment the total number of rec particles per run
 702       fRecParticlesInRun+=gime->RecParticles(BranchName())->GetEntriesFast() ;
 703     }
 704   }
 705
 706   if(strstr(option,"tim")){
 707     gBenchmark->Stop("PHOSPID");
 708     Info("Exec", "took %f seconds for PID %f seconds per event",
 709          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID"),
 710          gBenchmark->GetCpuTime("PHOSPID")/nevents) ;
 711   }
 712 }
 713
 714 //____________________________________________________________________________
 715 void  AliPHOSPIDv1::MakeRecParticles(){
 716
 717   // Makes a RecParticle out of a TrackSegment
 718
 719   AliPHOSGetter * gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 720   TObjArray * emcRecPoints = gime->EmcRecPoints() ;
 721   TObjArray * cpvRecPoints = gime->CpvRecPoints() ;
 722   TClonesArray * trackSegments = gime->TrackSegments() ;
 723   if ( !emcRecPoints || !cpvRecPoints || !trackSegments ) {
 724     Fatal("MakeRecParticles", "RecPoints or TrackSegments not found !") ;
 725   }
 726   TClonesArray * recParticles  = gime->RecParticles() ;
 727   recParticles->Clear();
 728
 729   TIter next(trackSegments) ;
 730   AliPHOSTrackSegment * ts ;
 731   Int_t index = 0 ;
 732   AliPHOSRecParticle * rp ;
 733   while ( (ts = (AliPHOSTrackSegment *)next()) ) {
 734
 735     new( (*recParticles)[index] ) AliPHOSRecParticle() ;
 736     rp = (AliPHOSRecParticle *)recParticles->At(index) ;
 737     rp->SetTrackSegment(index) ;
 738     rp->SetIndexInList(index) ;
 739
 740     AliPHOSEmcRecPoint * emc = 0 ;
 741     if(ts->GetEmcIndex()>=0)
 742       emc = (AliPHOSEmcRecPoint *) emcRecPoints->At(ts->GetEmcIndex()) ;
 743
 744     AliPHOSRecPoint    * cpv = 0 ;
 745     if(ts->GetCpvIndex()>=0)
 746       cpv = (AliPHOSRecPoint *)   cpvRecPoints->At(ts->GetCpvIndex()) ;
 747
 748     // Now set type (reconstructed) of the particle
 749
 750     // Choose the cluster energy range
 751
 752     if (!emc) {
 753       Fatal("MakeRecParticles", "-> emc(%d) = %d", ts->GetEmcIndex(), emc ) ;
 754     }
 755
 756     Float_t    e = emc->GetEnergy() ;
 757
 758     Float_t  lambda[2] ;
 759     emc->GetElipsAxis(lambda) ;
 760
 761     if((lambda[0]>0.01) && (lambda[1]>0.01)){
 762       // Looking PCA. Define and calculate the data (X),
 763       // introduce in the function X2P that gives the components (P).
 764
 765       Float_t  spher = 0. ;
 766       Float_t  emaxdTotal = 0. ;
 767
 768       if((lambda[0]+lambda[1])!=0)
 769         spher=fabs(lambda[0]-lambda[1])/(lambda[0]+lambda[1]);
 770
 771       emaxdTotal=emc->GetMaximalEnergy()/emc->GetEnergy();
 772
 773       fX[0] = lambda[0] ;
 774       fX[1] = lambda[1] ;
 775       fX[2] = emc->GetDispersion() ;
 776       fX[3] = spher ;
 777       fX[4] = emc->GetMultiplicity() ;
 778       fX[5] = emaxdTotal ;
 779       fX[6] = emc->GetCoreEnergy() ;
 780
 781       fPrincipal->X2P(fX,fP);
 782       if(fPi0Analysis)
 783         fPrincipalPi0->X2P(fX,fPPi0);
 784
 785     }
 786     else{
 787       fP[0]=-100.0;  //We do not accept clusters with
 788       fP[1]=-100.0;  //one cell as a photon-like
 789       if(fPi0Analysis){
 790         fPPi0[0]=-100.0;
 791         fPPi0[1]=-100.0;
 792       }
 793     }
 794
 795     Float_t time =emc->GetTime() ;
 796
 797     // Loop of Efficiency-Purity (the 3 points of purity or efficiency
 798     // are taken into account to set the particle identification)
 799     for(Int_t eff_pur = 0; eff_pur < 3 ; eff_pur++){
 800
 801       // Looking at the CPV detector. If RCPV greater than CpvEmcDistance,
 802       // 1st,2nd or 3rd bit (depending on the efficiency-purity point )
 803       // is set to 1
 804       if(GetCPVBit(emc, cpv, eff_pur,e) == 1 )
 805         rp->SetPIDBit(eff_pur) ;
 806
 807       // Looking the TOF. If TOF smaller than gate,  4th, 5th or 6th
 808       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
 809       if(time< (*fParameters)(2,eff_pur))
 810         rp->SetPIDBit(eff_pur+3) ;
 811
 812       //If we are inside the ellipse, 7th, 8th or 9th
 813       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
 814       if(GetPrincipalBit(fP,eff_pur,e) == 1)
 815         rp->SetPIDBit(eff_pur+6) ;
 816
 817       //Pi0 analysis
 818       //If we are inside the ellipse, 10th, 11th or 12th
 819       // bit (depending on the efficiency-purity point )is set to 1
 820       if(fPi0Analysis){
 821         if(GetPrincipalPi0Bit(fPPi0,eff_pur,e) == 1)
 822           rp->SetPIDBit(eff_pur+9) ;
 823       }
 824     }
 825
 826
 827     //Set momentum, energy and other parameters
 828     Float_t  encal = GetCalibratedEnergy(e);
 829     TVector3 dir   = GetMomentumDirection(emc,cpv) ;
 830     dir.SetMag(encal) ;
 831     rp->SetMomentum(dir.X(),dir.Y(),dir.Z(),encal) ;
 832     rp->SetCalcMass(0);
 833     rp->Name(); //If photon sets the particle pdg name to gamma
 834     rp->SetProductionVertex(0,0,0,0);
 835     rp->SetFirstMother(-1);
 836     rp->SetLastMother(-1);
 837     rp->SetFirstDaughter(-1);
 838     rp->SetLastDaughter(-1);
 839     rp->SetPolarisation(0,0,0);
 840     index++ ;
 841   }
 842
 843 }
 844
 845 //____________________________________________________________________________
 846 void  AliPHOSPIDv1::Print()
 847 {
 848   // Print the parameters used for the particle type identification
 849
 850   TString message ;
 851     message  = "\n=============== AliPHOSPID1 ================\n" ;
 852     message += "Making PID\n";
 853     message += "    Pricipal analysis file from 0.5 to 100 %s\n" ;
 854     message += "    Name of parameters file     %s\n" ;
 855     message += "    Matrix of Parameters: 14x4\n" ;
 856     message += "        Energy Calibration  1x3 [3 parametres to calibrate energy: A + B* E + C * E^2]\n" ;
 857     message += "        RCPV 2x3 rows x and z, columns function cut parameters\n" ;
 858     message += "        TOF  1x3 [High Eff-Low Pur,Medium Eff-Pur, Low Eff-High Pur]\n" ;
 859     message += "        PCA  5x4 [5 ellipse parametres and 4 parametres to calculate them: A/Sqrt(E) + B* E + C * E^2 + D]\n" ;
 860     message += "    Pi0 PCA  5x3 [5 ellipse parametres and 3 parametres to calculate them: A + B* E + C * E^2]\n" ;
 861     Info("Print", message.Data(), fFileName.Data(), fFileNamePar.Data() ) ;
 862     fParameters->Print() ;
 863 }
 864
 865 //____________________________________________________________________________
 866 void  AliPHOSPIDv1::WriteRecParticles(Int_t event)
 867 {
 868   // writes the reconstructed particles to file
 869   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 870
 871   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles() ;
 872   recParticles->Expand(recParticles->GetEntriesFast() ) ;
 873   TTree * treeR ;
 874
 875   if(fToSplit){
 876     if(!fSplitFile)
 877       return ;
 878     fSplitFile->cd() ;
 879     char name[10] ;
 880     sprintf(name,"%s%d", "TreeR",event) ;
 881     treeR = dynamic_cast<TTree*>(fSplitFile->Get(name));
 882   }
 883   else{
 884     treeR = gAlice->TreeR();
 885   }
 886
 887   if(!treeR){
 888     gAlice->MakeTree("R", fSplitFile);
 889     treeR = gAlice->TreeR() ;
 890   }
 891
 892   //First rp
 893   Int_t bufferSize = 32000 ;
 894   TBranch * rpBranch = treeR->Branch("PHOSRP",&recParticles,bufferSize);
 895   rpBranch->SetTitle(BranchName());
 896
 897
 898   //second, pid
 899   Int_t splitlevel = 0 ;
 900   AliPHOSPIDv1 * pid = this ;
 901   TBranch * pidBranch = treeR->Branch("AliPHOSPID","AliPHOSPIDv1",&pid,bufferSize,splitlevel);
 902   pidBranch->SetTitle(BranchName());
 903
 904   rpBranch->Fill() ;
 905   pidBranch->Fill() ;
 906
 907   treeR->AutoSave() ; //Write(0,kOverwrite) ;
 908   if(gAlice->TreeR()!=treeR){
 909     treeR->Delete();
 910   }
 911 }
 912
 913 //____________________________________________________________________________
 914 TVector3 AliPHOSPIDv1::GetMomentumDirection(AliPHOSEmcRecPoint * emc, AliPHOSRecPoint * cpv)const
 915 {
 916   // Calculates the momentum direction:
 917   //   1. if only a EMC RecPoint, direction is given by IP and this RecPoint
 918   //   2. if a EMC RecPoint and CPV RecPoint, direction is given by the line through the 2 recpoints
 919   //  However because of the poor position resolution of PPSD the direction is always taken as if we were
 920   //  in case 1.
 921
 922   TVector3 dir(0,0,0) ;
 923
 924   TVector3 emcglobalpos ;
 925   TMatrix  dummy ;
 926
 927   emc->GetGlobalPosition(emcglobalpos, dummy) ;
 928
 929   dir = emcglobalpos ;
 930   dir.SetZ( -dir.Z() ) ;   // why ?
 931
 932   //account correction to the position of IP
 933   Float_t xo,yo,zo ; //Coordinates of the origin
 934   gAlice->Generator()->GetOrigin(xo,yo,zo) ;
 935   TVector3 origin(xo,yo,zo);
 936   dir = dir - origin ;
 937   dir.SetMag(1.) ;
 938   return dir ;
 939 }
 940 //____________________________________________________________________________
 941 void AliPHOSPIDv1::PrintRecParticles(Option_t * option)
 942 {
 943   // Print table of reconstructed particles
 944
 945   AliPHOSGetter *gime = AliPHOSGetter::GetInstance() ;
 946
 947   TClonesArray * recParticles = gime->RecParticles(BranchName()) ;
 948
 949   TString message ;
 950   message  = "\nevent " ;
 951   message += gAlice->GetEvNumber() ;
 952   message += "       found " ;
 953   message += recParticles->GetEntriesFast();
 954   message += " RecParticles\n" ;
 955
 956   if(strstr(option,"all")) {  // printing found TS
 957     message += "\n  PARTICLE         Index    \n" ;
 958
 959     Int_t index ;
 960     for (index = 0 ; index < recParticles->GetEntries() ; index++) {
 961       AliPHOSRecParticle * rp = (AliPHOSRecParticle * ) recParticles->At(index) ;
 962       message += "\n" ;
 963       message += rp->Name().Data() ;
 964       message += " " ;
 965       message += rp->GetIndexInList() ;
 966       message += " " ;
 967       message += rp->GetType()  ;
 968     }
 969   }
 970   Info("Print", message.Data() ) ;
 971 }
 972
 973
 974